シリコン基板上の任意の場所に形成する超高速LSI用真空マイクロパッケージの研究

可在硅基板上任意位置形成的超高速LSI真空微封装研究

• 批准号: 17760276
• 负责人: 野田 大二
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: University of Hyogo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17760276/
• 关键词: マイクロマシン; 局所的パッケージ; フィールドエミッタ; マイクロ・ナノデバイス; 超高速LSI; ゲッター; シリコンデバイス; 一体化システム

本研究では,シリコン半導体デバイス技術に融合した手法を用いて,シリコン基板上の任意の場所に必要とされる微細な局所的真空空間を作製する技術を確立することにある.サブミクロン径の微小ホールを形成し,この微小ホールから犠牲層となるポリシリコンをドライエッチングすることにより微小な空間を形成する方法である.真空空間に電子源となるフィールドエミッタと真空保持に利用するゲッターを内蔵したマイクロパッケージを内蔵する構造を作製する手法はこれまでに確立した.真空空間を保持するために,まずチタンゲッターの効果を詳細に検討した.ブリッジ構造としたゲッターの中央部を細くすると,より低い電圧でチタンがゲッター作用する約2000℃となる構造をシミュレーションより解析した.この結果を受けて実際にマイクロパッケージ内にて蒸発させてみた.解析結果よりは高い電圧を要したが,チタンが溶融して蒸着膜をマイクロパッケージ内に形成することに成功した.このとき蒸着したチタン膜がフィールドエミッタに付着すれば性能劣化につながるが,オージェ電子分光測定により,チタン膜は溶融した部分から5μm程度しか飛散しておらず,50μm離れた点を測定したところチタンのピークは検出できなかった.よって,チタンゲッターとフィールドエミッタとの距離を有る程度保つことで,チタン蒸着膜がフィールドエミッタに付着しないことがわかった.また,微小な空間であるため,本実験で蒸着した膜程度で十分に残留ガスを吸着できることも計算により求めている.現在パッケージ内部の真空度を測定する手法を検討しており,微小空間内でのフィールドエミッション測定を含めて,高速動作の可能性評価を進めているところである.

This study aims to establish a technology for controlling vacuum space in micro-structures at arbitrary locations on semiconductor substrates by integrating semiconductor technology. A method for forming a micro-layer with a micro-diameter and a micro-space. The vacuum source and the vacuum holding mechanism The vacuum is maintained. The central part of the structure is fine, and the structure is analyzed at about 2000℃. The result is that the number of people who have died is increasing. The analysis results show that the high voltage is necessary, and the melting film is successfully formed. The melting point of the film is 5μm, and the scattering point of the film is 50 μm.よって,チタンゲッターとフィールドエミッタとの距离を有る程度保つことで,チタン蒸着膜がフィールドエミッタに付着しないことがわかった. In the small space, the film is evaporated to a degree of 10%, and the residue is absorbed. Now, the method for measuring the vacuum degree inside the cylinder is discussed, including the measurement of the vacuum degree inside the small space, and the possibility of high-speed operation is evaluated.

项目成果

Electron Emission Properties of ZnS-Based Thin-Film Cold Cathode for Field Emission display

场致发射显示用ZnS基薄膜冷阴极的电子发射性能

• 发表时间: 2005
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics 44
• 作者: D.Noda;et al.
• 通讯作者: et al.

局所的真空パッケージ内への蒸発型ゲッターの製作

局部真空封装中蒸发吸气剂的制造

• 发表时间: 2005
• 期刊: 第66回 応用物理学会学術講演会 2
• 作者: D.Noda;et al.;畠山正教 他
• 通讯作者: 畠山正教 他

Fabrication of Si field emitter array in local vacuum package

局部真空封装硅场发射体阵列的制作

• 发表时间: 2005
• 期刊: Journal of Vacuum Science & Technology B 23
• 作者: D.Noda;et al.
• 通讯作者: et al.

Development of Cavity Structure for Field Emission on Si Substrate

硅基片场致发射腔体结构的研制

• 发表时间: 2007
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics 46(In printing)
• 作者: Daiji Noda;et al.
• 通讯作者: et al.

Fabrication of local microvacuum package incorporating Si field emitter array and Ti getter

包含硅场发射体阵列和钛吸气剂的局部微真空封装的制造

• 发表时间: 2007
• 期刊: Journal of Vacuum Science ＆ Technology B 25(In printing)
• 作者: Daiji Noda;et al.
• 通讯作者: et al.